導斜器斜面方位控制技術的探討

丁偉 李國明 張永坤

摘要：近幾年油水井側鉆在采油廠得到了廣泛的應用，側鉆井的應用使采油廠報廢井得以重新利用，本文結合實際施工確定導斜器方位控制技術。

關鍵詞：側鉆井；導斜器；方位控制；技術

前言

在油田開發過程中，由于地質、工程等原因，越來越多的油（氣、注水）井成為報廢井。側鉆井工藝技術是一種充分利用油田的報廢井、挖掘老油田現有油氣藏潛力、對老油田進行二次或三次采油、提高原油采收率的一種行之有效的方法，目前國外普遍采用該工藝技術對有價值的報廢井進行開窗側鉆，不僅避免了鉆新井或加密井的重復投資，而且完善了老油區的開發井網。因此，套管內開窗側鉆技術有著極大的發展前景和推廣價值。勝利油田經過30多年的開發，目前已進入開發后期，現有各類報廢井4627口，為套管開窗側鉆技術提供了廣闊的市場。

對于套管開窗側鉆井來說，導斜器斜面方位的控制一直是一個難題，雖然近年來開發出的小尺寸陀螺測斜儀可以有效地解決這一問題，但整套設備的高昂價格（200萬元左右）讓人望而卻步，原有的開窗工具定向的方法是用送入短節將開窗工具送至預定的位置，然后下入陀螺測斜儀測量出斜向器的工具面的方位，轉動鉆具將斜向器工具面調至設計方位。這種方法經常出現的問題是定向成功率低、定向費用高，當定向完成之后，經MWD檢測窗口位置的方位偏差高達40°，后來在定向時通過調方位才達到設計方位。

那么在施工現場有沒有簡易的辦法來解決這一問題呢？事實上，通過地面定向方法是完全可行的，定向準確率完全能夠滿足施工的要求。這種定向技術既節約了陀螺定向的費用，又縮短了開窗施工的時間，具有較強的實用性和可推廣性，可以較好地解決這一難題，具體施工步驟如下：

一、工具準備：

需要準備的工具包括：水平尺、劃印規、扁鏟、（非鐵質）小重錘、扁頭彩筆、自制圓規、小滑輪、指南針、方鉆桿標定尺、鋼卷尺。

二、標記的打印：

1、導斜器倒扣接頭標記的打印

1）、目的：便于角差的累計

2）、方法：在導斜器斜面中心線延長至其倒扣接頭位置用扁鏟打印記號（細長且明顯），也可要求供應商打鋼印。

2、鉆桿標記的打印

1）、目的：便于角差的累計

2）、方法：

①將定向井施工所需的鉆桿均勻的擺放在井場；

②檢查每根鉆桿公母接頭是否完好或有其他標記，以防量角差時出現錯誤；

③將每根鉆桿固定好，將水平尺放到劃印規上方，沿同一側待水平尺處于水平狀態時，在鉆桿公母接頭劃印，并用扁鏟打印記號（細長且明顯）。

④第一口井鉆桿做好記號后，以后就可以重復使用。

3、方鉆桿保護接頭標記的打印

1）、目的：便于角差累計

2）、方法：

①首先準備一條1米的細繩和一個小重錘，并用細繩將重錘系牢；

②將方鉆桿提起并靜止后，找出一個有刻度或易記的棱邊；

③將細繩的一端沿該棱邊慢慢放下重錘，待重錘靜止后，將繩線在方鉆桿保護接頭上劃過的線上的最低點作為標記點。

④用扁鏟打印標記（細長且明顯）。

4、轉盤刻度的打印（若轉盤有刻度，則可省略此項）

1）、目的：確定工程設計方位、累計角差及方鉆桿旋轉角度。

2）、方法：

①以轉盤中心為原點，用自制圓規在轉盤面上畫一個半徑為40cm左右的圓；②在圓上打印好永久性刻度（360度）；

③在轉盤大方瓦的四個邊的中心位置上打印永久性標記（細長且明顯）。

三、導斜器斜面方位的確定

1、井口的校正

校正井架，確保天車、轉盤、井口三點一線，誤差控制在5mm以內，這對于控制導斜器的斜面方位非常重要。

2、工程設計方位在轉盤上的標定

1）在轉盤上標出真北極：準備好兩副滑輪，第一副滑輪連線遠離井口并指向磁北極（可通過指南針標定），而另一副滑輪連線與其垂直并橫穿井口正中心，然后將第一副滑連線輪橫穿轉盤中心，且其兩端重錐指向井口連線，然后在轉盤上做其垂線，即可標出磁北極；然后以轉盤中心為原點，在轉盤上標出真北極線（真北極=磁北極+磁偏角）。

2）以井口為中心，在鉆盤上用扁頭彩筆畫出工程設計方位線（細長且明顯）。

3、確定導斜器在井口時的斜面方位

確保連接好鉆桿的導斜器倒扣接頭處于轉盤的正中心，再將方鉆桿標定尺十字開口處水平卡在導斜器倒扣接頭標記處，確保方鉆桿標定尺的尾部指針指向工程設計方位線，然后將導斜器緩慢入井。

4、導斜器斜面方位的確定

1）、利用重錘及鋼卷尺測量導斜器接頭標記處與第一根（或第一柱）鉆桿標記處之間的角差（順時針的角差為正值，逆時針的角差為負值），以此類推，連續測量全井鉆具（包括方鉆桿）的角差并累計角差和（一般為正值）。

2）、角差和再加上工程設計方位角等于基準角，以井口為中心，用扁頭彩筆在轉盤上標出基準角的方位線，稱為基準線。

3）、將方鉆桿標定尺十字開口處水平卡方鉆桿保護接頭標記處，并將方鉆桿標定尺的尾部指針延長線標記在轉盤面上，此延長線與基準線的角差就是全井鉆具（包括方鉆桿）在下鉆過程中總的扭轉角度，即總扭轉角，以此可推算出平均扭轉角。

4）正旋轉方鉆桿（360°-總扭轉角），即可確定導斜器的斜面方位，理論上講，此方位即為工程設計方位。

通過多口井的探索，便可逐步掌握下鉆過程中全井鉆具角差的變化規律并最終推導出較準確的計算公式 ，若能夠精確操作，則可把導斜器的斜面方位誤差控制在10度以內，這將對優化井眼軌跡、減少井下事故、縮短建井周期、提高經濟效益大有好處。